4. Фантастрон

Певним недоліком розглянутих вище ГЛЗН з позитивним або негативним зворотним зв’язком є те, що для своєї роботи вони потребують прямокутних керуючих імпульсів, тривалість яких має бути узгодженою з часом досягнення робочим транзистором насиченого стану. При меншій тривалості керуючого імпульсу не уся напруга живлення буде використаною для формування пилкоподібного імпульсу. А при більших тривалостях робочий транзистор входить у насичення, і лінійна зміна вихідної напруги переходить у горизонтальну ділянку (рис.7.6б).

Тому кращим у цьому сенсі є так званий фантастрон - схема ГЛЗН, що працює у очікувальному режимі і запускається коротким пусковим імпульсом. А імпульс, що керує робочим транзистором і визначає тривалість і амплітуду пилкоподібного імпульсу, виробляє сама схема.

Цикл роботи фантастрона складається з п’яти стадій:

• стану спокою, коли схема готова до спрацьовування і очікує на пусковий імпульс;

• стадії запуску, протягом якої схема у лавиноподібному режимі переходить від стану спокою до робочого стану;

• робочої стадії, протягом якої відбувається розрядження робочої ємності і виробляється пилкоподібний імпульс напруги;

• стадії зворотного перекидання, коли схема знову ж таки лавиноподібно виходить з робочої стадії;

• стадії відновлення, протягом якої заряд робочої ємності відновлюється, і схема встановлюється у стан спокою.

Один з варіантів схеми фантастрона зображено на рис. 7.7.

Генерація пилкоподібного імпульсу протягом робочої стадії відбувається через внутрішній негативний зворотний зв’язок, що охоплює робочий транзистор , подібно до того, як це робилося у розглянутій вище схемі ГЛЗН з негативним зворотним зв’язком. А лавиноподібні процеси запуску та зворотного перекидання здійснюється через позитивний зворотний зв’язок, який створюється через кола допоміжних транзисторівта.

Початкова стадія (стадія спокою).

Елементи схеми (тобто опори, що входять до її складу) підібрані так, щоб транзистори тазнаходилися у насиченому стані. Тоді можна вважати, що напруги на всіх їх електродах (колекторі, базі та емітері) однакові, і ці транзистори начебто «стягуються» в одну точку. Напруга, створювана резистором, передається на емітер, а на його базу подається ця ж сама напруга, але поділена дільником. Отже напруга на базібуде меншою (нижчою), ніж на його емітері, і транзисторбуде закритий.

Запуск фантастрона.

Запуск фантастрона здійснюється коротким негативним імпульсом , що надходить через розділовий конденсатор, діодта ємністьна базу транзистора. Транзисторприкривається, напруга на його колекторі стає позитивнішою, що призводить до прикривання транзистора(бо його базова напруга фіксована дільником). Напруга на колекторізростає, це призводить до збільшення напруги на базі, і останній відкривається.³

Відкривання призводить до зменшення напруги на його колекторі. Це зменшення передається через ємністьна базу. Виникає позитивний регенеративний процес, в результаті якого транзисторзакривається, а транзисторитазалишаються відкритими. Весь колекторний струм транзисторапротікає тепер через транзистор.

Робоча стадія.

У розглянутій вище схемі ГЛЗН з негативним зворотним зв’язком ємність була увімкнена безпосередньо між колектором і базою робочого транзистора (рис.7.6.). У схемі фантастрона в міру зарядження ємностічерез резисторзміни (зростання) потенціалу точки «а» (див.рис.7.5), підсилені транзистором, подаються у інвертованій полярності на емітер. Але оскільки базовий потенціалфіксований дільником, то можна вважати, що зміна напруги на колекторізнову ж таки у інвертованому вигляді подаються на базуі тим самим відтворюють зміни напруги точки «а». Отже через транзисторитаутворюється негативний зворотний зв’язок, який і стабілізує струм розрядження ємності. Таким чином на робочій стадії схема фантастрона зводиться до розглянутого вище ГЛЗН з негативним зворотним зв’язком. Імпульс напруги, що лінійно змінюється (знижується) у часі може бути знятий з колектора.

Зворотне перекидання.

Протягом робочої стадії потенціал точки «а» поволі (але не сильно) зростає, а напруга на колекторі відповідно знижується. Робоча стадія закінчується у той момент, коли напругазнизиться так, що стане меншою від(яка визначається дільником). Базастане позитивнішою від його емітера і транзисторвідкриється. Зниження потенціалу на його колекторі передасться на базуі останній почне закриватися. Напругазростатиме, це зростання через ємністьпередасться на базу. Напруга на його колекторі почне знижатися, що призведе до ще дужчого відкривання. Утворюється позитивний зворотний зв’язок через транзистори,та. Цей процес буде розвиватися лавиноподібно доти, доки транзисторне закриється, атане відкриються до насичення.

Стадія відновлення.

На стадії відновлення конденсатор заряджається від джерелачерез резисторта базово-емітерний перехід транзистора. Напруга наекспоненційно прямує дозі сталою часу. Якщо фіксуючий потенціал, то процес заряджання ємностіприпиниться колидоросте до напруги(яка встановлюється потенціометром). Тоді діодвідкривається, і фантастрон стає знову готовий до сприймання пускового імпульсу. При цьому транзисторитабудуть відкриті до насичення, а- закритий. Отже схема встановлюється у початковий стан.

Оскільки напругою можна регулювати початковий потенціалта заряд ємності, то таким чином можна встановлювати тривалість робочої стадії фантастрона (а разом з цим і величину згенерованого пилкоподібного імпульсу).